九年級物理上冊 第十四章《探究歐姆定律》全面理解歐姆定律 正確運用解決問題 （新版）粵教滬版.doc

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全面理解歐姆定律 正確運用解決問題 一、如何正確理解歐姆定律？ 歐姆定律I=U/R揭示了電路中電流、電壓、電阻三者之間的關系，是電學中的核心內容，應從以下方面去理解： （1）歐姆定律成立的條件。歐姆定律是一條實驗定律，在探究中，我們采用的是“控制變量”法，即保持導體的電阻不變，研究電流跟電壓的關系，保持電壓不變，研究電流跟電阻的關系，進而得出：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟該導體的電阻成反比。故前者成立的條件為“電阻一定時”，后者成立的條件為“電壓一定時”。 如果忽視前提條件，則會出現錯誤的結論。 （2）I=U/R和R=U/I的區(qū)別。I=U/R表示導體中的電流大小取決于這段導體兩端電壓和這段導體的電阻。當導體中的電壓U或R變化時，導體中的電流I也將發(fā)生相應的變化，即I、U、R都是變量。R=U/I表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻，為我們測定導體的電阻提供了一種方法。導體的電阻反映了導體本身的一種性質，它的大小取決于導體的材料、長度和橫截面積。因此，對于一個給定的導體，比值U/I是一個定值（不考慮溫度對電阻的影響），而對于不同的導體，這個比值一般是不同的。絕對不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。 例1 關于電流、電壓、電阻之間的關系，下列說法中正確的是（ ） A．導體的電阻越大，通過的電流就越小 B．電壓一定時，電阻跟電流成反比 C．當導體兩端的電壓為零時，導體的電阻也為零 D．電阻一定時，加在導體兩端的電壓越大，通過導體的電流就越大 解析 歐姆定律告訴我們，在電阻一定時，導體中的電流跟加在導體兩端的電壓成正比，在電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比，顯然，只有當電壓一定時，導體的電阻越大，通過的電流就越小；電阻是導體本身的一種屬性，只與導體的材料、長度和橫截面積有關，而與電流無關，并且，不論導體兩端是否加電壓，導體的電阻是客觀存在的。 答案 D。 二、歐姆定律是解決電學問題的基礎，在運用時究竟應注意些什么？ 關鍵是要注意兩個問題： 圖1 （1）定律中的各物理量必須對應于同一導體。簡單地說，就是“三位（電流、電壓、電阻）一體”。在實際電路中，往往有幾個導體，每個導體都有各自對應的I、U、R。在應用歐姆定律時，首先要明確我們研究的是哪個導體，然后找準與這個導體相對應的I、U、R。例如在如圖1所示的電路中，對燈L1來說，對應的是I1、U1、R1；對燈L2來說，對應的是I2、U2、R2；對整個電路來說，對應的是干路電流I、總電壓U、并聯(lián)電路中的總電阻R。 （2）定律中的各物理量必須對應于同一時刻。歐姆定律中的電流、電壓、電阻三者的關系，是同一時刻三個量之間的關系。然而，在不同的時刻，尤其是在電路發(fā)生變化（如開關的開、閉，滑動變阻器滑片的滑動）時，電路中的各導體所對應的I、U、R也會發(fā)生相應的變化。因此，在運用歐姆定律時，應先弄清在不同時刻電路有哪些變化，然后找準對應于同一時刻的I、U、R。 例2 如圖2所示，電源電壓為10V，閉合開關S后，電流表、電壓表的示數分別為O.5A和6V。求： (1)通過R1的電流I1是多少? (2) R2的電阻為多大？ 圖2 解析 （1）開關閉合后，電阻R1和R2串聯(lián)在電路中，且電流表的示數為O.5A，由串聯(lián)電路中的電流特點可知，通過R1的電流I1=0.5A； （2）由電路圖可知，電壓表測的R1兩端的電壓，即U1=6V。 根據串聯(lián)電路中的電壓特點可得R2兩端的電壓U 2=U—U 1=10V—6V=4V， 則由歐姆定律可知，R2= U 2/I2=4V/0.5A =8Ω。 答案 O.5A 8Ω。 例3 在如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，R1、R2的阻值分別為10Ω和20Ω。當S1、S2均閉合時，電壓表的示數為9V；當S1閉合、S2斷開時，電壓表的示數為 V。 解析 本題屬于一個簡單的“動態(tài)電路”問題，解答時應先根據開關的閉合或斷開情況，明確電路的連接情況，找準電壓表的測量對象，然后結合有關知識進行求解。 圖3 當S1、S2均閉合時，電阻R1被短路，只有R2連接在電路中，因電壓表的示數為9V，則電源電壓U=9V； 當S1閉合、S2斷開時，電阻R1、R2串聯(lián)，且電壓表測的是電阻R2兩端的電壓。 則I=U/R串=U/( R1＋R2)= 9V /(10Ω＋20Ω)=0.3A； 由于串聯(lián)電路中各處電流相等，則 R2兩端的電壓為 U2=IR2=0.3A20Ω=6V。